PCI-Express 2.0 matična ploča - Chipset Intel P55

U doba prvog PC računala, promet između komponenti odvijao se je preko ISA sabirnice i svaki od utora bio je jednako značajan. Grafika nije bila neka osobita potreba te je razvoj grafičkog podsustava bio u drugom planu. No s vremenom PC postaje sve više igrača, a potom i multimedijska platforma što ima za posljedicu snažan razvoj CPU i GPU kao nositelja ovih zadaća uz uvjet osiguranja brzog i nesmetano prometa između njih i RAM-a, kao i još uvijek jedne od najsporijih komponenti u sustavu - trajne memorije. Osim toga, ogromna količina podataka sve je veća nedaća glede sigurnosti, pa podrška za RAID i kućnim računalima nije više egzotična ponuda.

Na prethodnoj stranici prikazan je sustav zasnovan na X58 chipset-u firme Intel i trokanalnom pristupu radnoj memoriji. Približavanje takta RAM-a (DDR) i grafičke memorije grafičke kartice (GDR) radnom taktu međumemorije CPU omogućilo je novi koncept izrade CPU, koji kako prikazuje naredna slika, ima integriran memorijski i grafički upravljački sklop. Na taj način osigurana je velika protočnost podataka. Ostvarivanje multimedijskim osobitosti omogućeno je i značajnim smanjenjem veličine elementarnog tranzistora u integriranim krugovima i time povećanjem broja logičkih operacija koje su u stanju obaviti u jedinici vremena. Grafički prikazi su sve vjerodostojniji stvarnosti, ali je posljedica veća, potrošnja energije i ZAGRIJAVANJE komponenti kao nusprodukt.

Koncept zasnovan na procesoru 'Intel Core i7' s podnožjem od 1366 priključaka, u daljnjem razvoju dovodi do naredne generacije CPU razvijenog je oko iste jezgre kao 'Core i7' prikazan na slici 3.5.30c, s tim da joj je pridodan PCIe komunikacijski upravljački sklop prema grafičkom podsustavu, broj kanala prema RAM-u smanjen na dva, te je stoga CPU po dimenzijama manji i ima 1156 priključaka. Osim toga broj čipova koji tvore CHIPSET sveden je na jednog. Navedeno ima izravni pozitivni učinak glede cjelokupne cijene računalnog sustava.

Primjer IX

Učinkovita potpora mikroprocesoru s više jezgri iz porodice INTEL, za zahtjevnu kućnu i uredsku uporabu je matična ploča sa CHIPSET-om INTEL P55 za mikroprocesore tipa 'Core i7' i 'Core i5', izrađenih u 45 nm tehnologiji sa stotinama miliona tranzistora, a koriste LGA 1156 podnožje. Najznačajniji dio logike negdašnjeg 'North Bridge' chipset-a ukomponiran je u CPU a ostatak je u jednom čipu:

• P55 - Platform Controller Hub (PCH)
  Brine o vanjskim uređajima računala (I / O Controller Hub) i izrađuje se sa integriranom potporom za RAID polje diskova. Uz navedeno podržava optičke uređaje (CD-DVD), USB (Universal Serial Bus) uređaje, više kanalnu potporu za obradu zvuka (HDA), mrežnu potporu za LAN komunikaciju i vanjske uređaje povezane SATA sučeljem (eSATA - external SATA) uz pomoć dodatnih namjenskih integriranih krugova.

Slika* 3.5.31 Blok shema Intel-P55 chipset-a / Intel-DP55KG PCI-Express 2.0 matična ploča

Dakle, broj značajnih čipova smanjen je za jedan što će omogućiti i učinkovitiji dizajn računala u manjim kućištima. Stanje sustava nadzire mnoštvo senzora i vizualno se predočava pomoću LED dioda, a POST pokazivač omogućava učinkovitiju dijagnostiku sustava po postupku uključivanja računala. Animirani natpisi opisuju namjenu pojedinih komponenti, i nemaju striktni redoslijed pojavljivanja kao u primjeru VIII. Tablica koja slijedi opisuje sastav i mogućnosti prikazane matične ploče:

Memorijski upravljač podržava dva moda rada:

• Dual channel (Interleaved) mode - Više kanalni mod koji je moguć ako su parovi utora popunjeni identičnim memorijskim modulima (dva plava / dva crna), pri čemu moduli u utorima iste boje moraju imati isti kapacitet. ako se pak koriste tri modula, moraju se popuniti dva plava utora i jedan crni na način da je kapacitet 'A' utora jednak kapacitetu 'B' utora. Utor A/0 obvezno mora biti popunjen.
  
  
• Single channel (Asymmetric) mode - Koristi se kada su raspoloživ samo jedan memorijski modul različitog kapaciteta (plavi utor sa slike A/0). Koristi se samo u nuždi.

Memorijska mapa i način pristupanja memorijskim lokacijama odgovara rasporedu prikazanom u tablici na prethodnoj stranici. Bitnih razlika u pristupu prema perifernim uređajima u odnosu na primjer na slici 3.5.27 nema, osim što je povećan broj USB priključaka, jer upravo raznovrsnost periferija s ovim sučeljem neprekidno raste. Bolje je podržana i optička komunikacija (S/PDIF) glede multimedijskih zahtjeva što se očituje u optičkom priključku za prijam podataka. Osobitosti glede opisanih promjena ilustrira naredna slika.

Slika 3.5.32 Priključci za povezivanje uređaja

Za entuzijaste raspoloživ je 'Performance Tuning Guide' u kojem je opisano kako instalirati i 'programsku potporu za 'overclocking' sustava te fino podešavanje i optimizaciju pojedinih komponenti. Pri tome treba biti jako oprezan i nije preporučljivo koristiti ovu osobitost ako nije osigurano učinkovito hlađenje komponenti. Hlađenje komponenti, osobito CPU, RAM i GPU, može se izvršiti na različite načine, od pasivnih radijatora te do posebnih hladnjaka s toplovodnim cijevima i vodenog hlađenja. Uvijek treba imati na umu da odstupanje od preporučenih vrijednosti koje daje proizvođač može dovesti do nestabilnosti rada računala ali i do nepopravljivih oštećenja. Treba procijeniti da li dobitak u performansama od recimo 5% doista nešto znači.

SAŽETAK:

Povećanje performansi modernih mikroprocesora ostvaruje se ugradnjom više procesorskih jezgri u jedno kućište u smislu udvajanja procesorskih resursa s više međusobno povezanih odvojenih čipova (Intel) ili objedinjavanjem svih jezgri u jedan jedinstveni čip (AMD). Dodavanjem L3 međuspreme i memorijskog upravljača u sustav, kao u primjeru Core i5 i Core i7, cjelokupan sustav od više jezgri je objedinjen. Višejezgrenost, odnosno višeprocesorski sustavi, već su odavno u primjenu u poslužiteljima u izvedbi tipa; jedno kućište - jedan procesor, a svrha je raspodjela aktivnih procesa na više fizičkih i / ili logičkih mikroprocesora (Core i7), sa čime se dobiva na broju obavljenih procesa u jedinici vremena a ne na brzini njihove obrade. Brzina obrade ovisi o radnom taktu mikroprocesora i sve je teže izradi mikroprocesor s većim radnim taktom, te otuda slijedi novi koncept dizajna mikroprocesora. O osobitostima operativnog sustava ovisi na koji način će se podržati ovakve izvedbe mikroprocesora (Windows 7 znati će prepoznati 256 procesora).

Programske potpore dizajnirane da iskoristiti višeprocesorske mogućnosti biti će sve više. Korist od opisanog koncepta imati će sva programska potpora za obradu videa i CAD/CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Modeling) i slične, a naravno i igre. Istovremeno uz uporabu moći grafičkih procesora da preuzmu dio poslova na sebe (GPGPU - General Purpose GPU), može se zaključiti da moć korisnikovog radnog okoliša strahovito raste. Nekad višesatno kodiranje glazbe u MP3 format danas se obavlja 'u trenu', a slično će biti i na polju obrade multimedijskih sadržaja.

No za vrlo velike zahtjeve (kao igre) sama procesorska snaga (CPU) nije dovoljna, već je treba udružiti sa snažnom grafičkom podrškom (GPU) što opisana matična ploča omogućava 'CrossFire' tehnologijom povezivanja dviju grafičkih kartica u paralelni rad. Prilična potrošnja mikroprocesora, matične ploče, grafičke kartice, radne memorije i drugih uređaja podrazumijeva kvalitetan izvor energije koji ne bi smio biti ispod 800 W raspoložive snage (PSU kalkulator).

Osim konektora za spajanje uređaja prikazanih na slici 3.5.27 i slici 3.5.32, priključci na matičnoj ploči omogućavaju dodatno priključivanje konektora za uređaje ukomponiranih kao sučelje na limenom nosaču-vodilici (bracket) na stražnjoj strani kućišta ili kao sustav priključaka na pročelju kućišta računala ili na neki sličan način. Priključci na pročelju kućišta sve su popularniji zbog veće pristupačnosti i olakšan svakodnevni rad s brzo izmjenjivim periferijama kao što je USB stik.